Превращать метиловый спирт в этиловый под воздействием солнечного ультрафиолета научились исследователи из университета Макгилла в канадском Монреале, 19 февраля сообщает научный портал Science.
Катализатором (соединение, ускоряющее химическую реакцию, но не участвующее в ней) для такого превращения послужил нитрид галлия (GaN) — один из классических полупроводниковых материалов. Поясним, что полупроводниками называют твердые вещества, проводимость которых резко меняется при повышении температуры и поглощении некоторых излучений.
Ученые установили, что превращение метилового спирта (метанола) в этиловый (этанол) на поверхности GaN идет через промежуточное образование метилена (CH2). Эта простейшая частица из группы карбенов содержит не четырех-, а двухвалентный углерод, что делает ее короткоживущей и исключительно реакционноспособной.
Начинается же всё с поглощения ультрафиолетовых лучей Солнца, из-за чего поверхность материала приобретает избыточный отрицательный заряд. Чтобы оптимизировать поглощение, ученые разработали специальную нанопроволоку на основе GaN (1 нанометр (нм) = 10-9 метра)
Молекула метанола (CH3OH), адсорбированная на отрицательно заряженной поверхности GaN, легко теряет воду (H2O). Высвободившийся метилен, в свою очередь, присоединяется к другой молекуле CH3OH и «достраивает» ее до молекулы этилового спирта (C2H5OH).
Химик Чжунмин Лю — коллега монреальцев из Даляньского института химической физики в Китае — считает, что предложенный способ конверсии CH3OH в C2H5OH «потенциально может изменить мир». В то же время сами руководители проекта осознают, что до промышленного внедрения разработанной ими технологии пока далеко.
В самом деле, чтобы сделать конверсию метанола экономически рентабельной, нужно проработать конструкцию нанопроволоки таким образом, чтобы она поглощала не ультрафиолет, а видимое излучение, которое преобладает в спектре солнечного света. Работа в этом направлении еще только предстоит канадским ученым.
Отметим, та же исследовательская группа из университета Макгилла уже в течение нескольких лет пытается оптимизировать наноразмерный нитрид галлия для катализа промышленно значимых процессов. Так, в 2014 году они смогли похожим образом превратить метан (CH4) в бензол (C6H6) в присутствии GaN.
Отметим также, превращение метанола, который легко получить из древесины, в более труднодоступный этанол имеет важное прикладное значение в энергетике. Если метиловый спирт дает при сгорании в два раза меньше теплоты, чем бензин, то этиловый может сравниться с моторным топливом по этому показателю.
rossaprimavera.ru
Катализатором (соединение, ускоряющее химическую реакцию, но не участвующее в ней) для такого превращения послужил нитрид галлия (GaN) — один из классических полупроводниковых материалов. Поясним, что полупроводниками называют твердые вещества, проводимость которых резко меняется при повышении температуры и поглощении некоторых излучений.
Ученые установили, что превращение метилового спирта (метанола) в этиловый (этанол) на поверхности GaN идет через промежуточное образование метилена (CH2). Эта простейшая частица из группы карбенов содержит не четырех-, а двухвалентный углерод, что делает ее короткоживущей и исключительно реакционноспособной.
Начинается же всё с поглощения ультрафиолетовых лучей Солнца, из-за чего поверхность материала приобретает избыточный отрицательный заряд. Чтобы оптимизировать поглощение, ученые разработали специальную нанопроволоку на основе GaN (1 нанометр (нм) = 10-9 метра)
Молекула метанола (CH3OH), адсорбированная на отрицательно заряженной поверхности GaN, легко теряет воду (H2O). Высвободившийся метилен, в свою очередь, присоединяется к другой молекуле CH3OH и «достраивает» ее до молекулы этилового спирта (C2H5OH).
Химик Чжунмин Лю — коллега монреальцев из Даляньского института химической физики в Китае — считает, что предложенный способ конверсии CH3OH в C2H5OH «потенциально может изменить мир». В то же время сами руководители проекта осознают, что до промышленного внедрения разработанной ими технологии пока далеко.
В самом деле, чтобы сделать конверсию метанола экономически рентабельной, нужно проработать конструкцию нанопроволоки таким образом, чтобы она поглощала не ультрафиолет, а видимое излучение, которое преобладает в спектре солнечного света. Работа в этом направлении еще только предстоит канадским ученым.
Отметим, та же исследовательская группа из университета Макгилла уже в течение нескольких лет пытается оптимизировать наноразмерный нитрид галлия для катализа промышленно значимых процессов. Так, в 2014 году они смогли похожим образом превратить метан (CH4) в бензол (C6H6) в присутствии GaN.
Отметим также, превращение метанола, который легко получить из древесины, в более труднодоступный этанол имеет важное прикладное значение в энергетике. Если метиловый спирт дает при сгорании в два раза меньше теплоты, чем бензин, то этиловый может сравниться с моторным топливом по этому показателю.
rossaprimavera.ru
22.02.2019